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代替燃料車

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代替燃料車の代表格である木炭自動車

代替燃料自動車（だいたいねんりょうじどうしゃ）は、ガソリンや軽油以外の代替燃料（天然ガス、メタノール、水素、木質ガス、e-fuel等）を使用する自動車である。代替燃料車、代燃車とも呼ばれる。

概要

代替燃料自動車は燃料として代替燃料を利用する自動車で、エンジンの基本構造は内燃機関を備えるものと外燃機関を備えるものに大別され、内燃機関を備える場合には既存のガソリンエンジンを改造したものが大半で、インディアナポリス500やフォーミュラ1等に参戦するような競技用を除けば、専用に開発されたエンジンではなく市販車のエンジンを改修したもので、燃料タンクや燃料と空気を混合する装置が大きく異なる。代替燃料自動車の製造あるいは製作を大きく分類すると、当初から代替燃料自動車として自動車メーカーで製造される場合、ガソリン車として製造、出荷された車両を自動車整備事業者等が改造する場合、ディーゼル車として設計、製造された車両を製造元や改造施工業者が改造する場合に分けられる。

代替燃料は概してエネルギー密度がガソリンや軽油よりも低いため、出力・トルク面ではガソリン車に劣る傾向があるが、実用性を損なうほどの差ではなく、ハイブリッド車にする等の他の機構との組み合わせにより体感できる差すらなくなりつつある。

歴史

日本においては、戦時体制による石油・ガソリン統制に際し、代用燃料車の一種として国内の木材資源を原料とする木炭車や、国内のガス井からガス採取可能な天然ガス自動車等が一時期普及したが戦後、ガソリンや軽油の使用に制限がなくなると廃れた。1970年代のオイルショックの後、石油への依存を減らすべく、各社で開発が進められたものの、石油の供給が安定化すると開発は下火になり普及には至らなかった。ブラジルなどサトウキビを栽培する国ではバイオエタノールに対応した車両が普及した。1990年代以降、地球温暖化等、環境問題への意識が高まるにつれ、化石燃料への依存を減らすべく開発が進められる。

構造

代替燃料車はエンジン自体の作動原理は基本的にガソリン車と変わらず、代替燃料のみを燃料とするもの（代替燃料専焼車）、代替燃料とガソリンを併用するバイフューエル車、代替燃料と電気を用いる代替燃料ハイブリッド車に分けられる。トヨタ・プリウスなどガソリン・電気のハイブリッド車を改造し、代替燃料・ガソリン・電気を使えるものもある。

内燃機関を備える場合、燃料の燃焼特性に対する要求水準が高い。

また、蒸気機関やスターリングエンジン等の外燃機関を備えるものもある。外燃機関は燃料が多様で連続燃焼のため、排気ガス中の有害物質が内燃機関よりも少ないという特徴がある。

燃料タンク

天然ガスや水素のような常温で気体の代替燃料は圧力をかけて貯蔵されることから、常温常圧で液体のガソリンや軽油のタンクとは異なり、燃料容器は圧力に耐え、気密性を維持する構造とされている。注入口には逆止弁が設けられ、充填の際にノズルと密着する構造となっている。

その形状から、多くはガソリン車の燃料タンクが設置されている場所に設置できず、改造車の場合にはトランク部分に設置される場合が多い。 一方、アルコールなどの液体燃料を使用する場合には既存の燃料タンクを流用する。

燃焼ガス排気装置

排気管全体の材質や太さなどの構造は共通するが、ガソリン車と排気ガスの特性が異なる場合には、触媒、消音装置など固有のものとなる場合もある。

燃料供給装置

エンジンに気体の代替燃料を送る装置には、旧来のLPG自動車で使用されるような「ガスミキサー方式」（ガソリン車のキャブレター方式に相当）と、「インジェクション（燃料噴射）方式」がある。 エンジンに液体の代替燃料を送る装置には、「インジェクション（燃料噴射）方式」が利用される。

車種

代替燃料車の製造・製作を大きく分類すると、自動車メーカーにより代替燃料車として生産されるものと、改造事業者により後改造されるものに分けられる。改造車には、ガソリンエンジンからの改造とディーゼルエンジンからの改造のいずれもがある。

燃料による分類

原動機による分類

ガソリン車改造代替燃料車

代替燃料車の製作手法のひとつとして、市販されているガソリン車をディーラーや架装メーカーで改造するレトロフィット(英: retrofit)と呼ばれる方法がとられる場合がある。この場合、国や地域によっては申請を行ったり認可を受けたりする必要がある。海外では輸入業者が改造し、販売地域の事情に応じて改造後の保証も含めて輸入業者の責任で行い、OEMモデルとして市販するケースもある。

エンジン本体の構造は同じ火花点火内燃機関であることから、燃料供給装置を変更して点火時期などを調整する程度で改造できる場合もある。

ディーゼル車改造代替燃料車

ディーゼルエンジンからの改造はジメチルエーテルを燃料として使用する場合には改造は最小限で済むが、その他の代替燃料に対応するためにはタンクや燃料供給系統を代替燃料用とするだけでなく、オットーサイクル化により、点火プラグを追加するなど、エンジン本体への大改造を要する場合もある。

ただしオットーサイクル化の場合、軽油燃料のみを用いるディーゼルエンジン本来の高い熱効率による経済性は損なわれる。また、エンジンの特性も低回転からトルクが発生できるディーゼルエンジンらしい特性ではなくなる。これらのディーゼル車改造による代替燃料車化は、近年厳格化が進行している排気ガス浄化規制策の一つと見るべきものである。

燃料の供給インフラ

→詳細は「エコ・ステーション」を参照

代替燃料車普及において避けて通れないのが供給インフラの整備である。 これらの整備状況がボトルネックとなり、普及を阻害する要因でもある。

脚注

  1. ↑ 高圧での圧縮施設以外は既存の設備を流用可能
  2. ↑ アンモニアは化学肥料用に大量生産されている

関連項目

外部リンク

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